多椭圆孔边裂纹应力强度因子的解析解

老龄飞机机身蒙皮含多孔边裂纹结构,蒙皮孔会在载荷作用下由圆孔变为椭圆孔,多椭圆孔边裂纹应力强度因子的计算是断裂力学分析中的重要问题。采用基于复变函数理论和近似迭加法的解析计算方法,求解多椭圆孔边裂纹在远场应力作用下的应力强度因子,并分析了双椭圆孔边对称裂纹、双椭圆孔边内侧单裂纹、外侧单裂纹及同侧单裂纹几种模式下应力强度因子的变化规律。计算结果表明,多椭圆孔边裂纹的应力强度因子受裂纹长度、椭圆孔口半轴比及孔间距的影响,随着邻近裂尖的逐渐接近,裂纹之间的干涉现象趋于显著。

双压电材料内含椭圆孔孔边界面裂纹的反平面问题

利用复变函数方法,研究了横观各向同性压电双材料中椭圆孔孔边界面裂纹的反平面问题.首先,利用保角变换函数将椭圆孔保角变换到一直线裂纹;其次,基于孔边及裂纹表面均电不可穿透并且自由的假设,利用Stroh公式分别得到了本问题的复势函数、裂尖场集中系数的解析表达式;最后,在面内电载荷及面外机械载荷的作用下,分析了椭圆孔尺寸、裂纹长度和外载对裂尖场集中系数的影响,并得到了一个有意义的结论:椭圆孔一边裂纹长度的改变对另一边裂纹裂尖场的影响有限,然而一旦椭圆孔退化为竖直裂纹,该影响将变得非常显著.

一维六方准晶中椭圆孔边裂纹的静态与动态分析

通过构造保角映射函数,借助复变函数方法,研究了一维六方准晶中椭圆孔边裂纹的反平面剪切问题,给出了Ⅲ型裂纹问题的应力强度因子的解析解.当椭圆的长、短半轴以及裂纹长度变化时,所得结果不仅可以还原为Griffith裂纹的情形,而且得到孔边裂纹问题、T型裂纹问题和半无限平面边界裂纹问题的应力强度因子的解析解.就声子场而言,这些解与经典弹性的结果完全一致.接着对椭圆孔边裂纹的动力学问题进行了研究,并得到了Ⅲ型动态应力强度因子的解析解.当裂纹速度V→0时,动力学解还原为静力学解.这些解在科学与工程断裂中有着潜在的应用价值.

椭圆孔边两不对称裂纹问题的复变函数解

利用复变函数方法,通过构造保角映射,分析了不对称椭圆孔边裂纹问题,给出了裂纹尖端I型与II型问题应力强度因子的解析解.并由此模拟出了经典的Griffith裂纹、不对称十字裂纹,T型裂纹问题,所得结果与经典结果完全一致。这些解在科学及工程断裂中有着潜在的应用价值。

带四裂纹的椭圆孔口问题的应力分析

利用复变函数方法,通过构造保角映射,研究了带四裂纹的椭圆孔口的平面弹性问题,并求得了在受单向拉伸情形下裂纹尖端的应力强度因子的解析解.在极限情形下,可以还原为已有的结果.

椭圆孔边动态裂纹快速传播问题的分析解

利用复变函数方法,通过构造保角映射,分析了椭圆孔边裂纹问题,给出了裂纹以速度v传播时的Ⅰ-Ⅱ型应力强度因子的动力学解。当v→0时动力学解还原为已有的静力学解,在极限情形下,还可以还原为圆形孔边裂纹,T型裂纹问题的动态应力强度因子。这些解在工程断裂研究中有着潜在的应用价值。

椭圆孔边任意长度双裂纹复合型应力强度因子复变函数解

为了求解椭圆孔边二维裂纹尖端的应力强度因子,提出一种基于Muskhelishvili复变函数理论和有限截项原则的应力强度因子求解方法。首先将超越函数形式的保角映射函数展开为有限项级数,然后利用复变函数理论推导出应力函数,从而求解椭圆孔边任意长度双裂纹的复合型应力强度因子。与其他解法相比,本文方法的计算结果有效,且适用性更广、计算效率更高。算例表明,椭圆孔边裂纹的无量纲应力强度因子受椭圆孔半轴比、裂纹长度和应力夹角的综合影响。

椭圆孔边裂纹对SH波的散射及其动应力强度因子

采用复变函数和Green函数方法求解具有任意有限长度的椭圆孔边上的径向裂纹对SH波的散射和裂纹尖端处的动应力强度因子· 取含有半椭圆缺口的弹性半空间水平表面上任意一点承受时间谐和的出平面线源荷载作用时的位移解作为Green函数,采用裂纹"切割"方法,并根据连续条件建立起问题的定解积分方程。

无限大板椭圆孔边四不等长裂纹问题的有限截项法

对无限远处受任意角度单向均匀拉伸应力作用的无限大板椭圆孔边四不等长裂纹的有限截项法进行研究。结果表明:随着水平右端裂纹长与椭圆孔半长轴的比值增大,有限截项法的解与解析解的拟合程度增高;椭圆孔边四不等长裂纹退化为水平双裂纹时,所得结果与已有文献中的结果一致。

压电效应下一维六方准晶中正六边形孔边裂纹传播问题

为了研究压电效应下一维六方准晶正六边形孔边快速传播裂纹问题,采用动力学理论,推导了一维六方压电准晶在运动坐标系下的反平面弹性问题的控制方程。引入无限大平面内正六边形孔口双裂纹到数学平面的保角映射函数,利用柯西积分公式,研究了在电不渗透的边界条件下一维六方压电准晶中正六边形孔边快速传播裂纹的反平面动态问题,得出了当裂纹匀速传播时,动态应力强度因子和电位移强度因子的解析解。这些结论在工程的动态实践应用分析中具有一定的参考价值。

一维六方准晶中椭圆孔边动态裂纹口问题的解析解

利用复变函数方法,通过构造保角映射,分析了一维六方准晶中椭圆孔边动态裂纹的反平面剪切问题,给出了裂纹以速度v传播时的III型应力强度因子的动力学解.在极限情形下,还可以还原为圆形孔边裂纹,T型裂纹问题的动态应力强度因子.这些解在科学及工程断裂中有着潜在的应用价值.

一维六方准晶中纳米尺度开裂孔洞的Ⅲ型断裂力学

研究了一维六方准晶中纳米尺度开裂孔洞的Ⅲ型断裂力学问题.基于复变弹性理论和表面弹性理论获得了考虑表面效应时椭圆孔边裂纹的应力场、应力强度因子和能量释放率的解析表达;讨论了缺陷尺寸、裂纹/孔洞比、耦合系数和施加载荷对应力强度因子和能量释放率的影响.研究表明:考虑表面效应且缺陷的尺寸在纳米尺度时,声子场和相位子场的无量纲应力强度因子以及无量纲能量释放率具有明显的尺寸依赖;裂纹相对尺寸较小时,表面效应对声子场和相位子场的无量纲应力强度因子影响较小;纳米尺度时无量纲能量释放率随耦合系数的增加而增大;耦合系数一定时,无量纲能量释放率受到椭圆孔尺寸影响;随着声子场载荷的增大,无量纲能量释放率先减小后增加,最后趋于稳定;无量纲能量释放率随相位子场载荷的增大单调减小,非常小和非常大的声子场载荷(或相位子场载荷)屏蔽了相位子场载荷(或声子场载荷)的影响.